應(yīng)用心臟磁共振Tissue tr acking探討右室長軸心肌應(yīng)力與年齡性別的關(guān)系

王聰聰，劉婷，趙宇，李佩玲

近年來，越來越多的研究者認識到右室功能對于心血管疾病診斷的重要性，但受限于右室復(fù)雜的構(gòu)造、濃密的心肌小梁、心室位于胸骨后的解剖結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜的運動等因素，使其測量手段受到極大限制[1]。雖然超聲心動圖以及斑點追蹤技術(shù)在臨床上應(yīng)用相對較多，但其缺乏標準的參考點，并且手法依賴性極強[2]。另外，臨床上較多應(yīng)用左右心室射血分數(shù)對心血管疾病進行評估[3]，但越來越多的研究傾向于心肌應(yīng)力及應(yīng)力率。研究表明，心臟磁共振技術(shù)獲取心肌應(yīng)力是早期發(fā)現(xiàn)心血管功能紊亂的敏感指標[4]。心臟磁共振組織追蹤(cardiac magnetic resonance tissue tracing，CMR-TT)技術(shù)可以快速準確地獲取右室高質(zhì)量的電影圖像評估右室功能狀態(tài)[5]。本研究的目的在于應(yīng)用心臟磁共振Tissue tracking評估健康中國人右心室心肌長軸應(yīng)力及應(yīng)力率正常參數(shù)，進一步探討其與年齡性別的相關(guān)性。

1 材料與方法

1.1 研究對象

將在中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院接受心臟磁共振掃描的100名健康志愿者(20～70歲)，10歲為一個年齡段分為5組，每組20人，平均年齡(45.4±15.3)歲。納入標準：無高血壓、糖尿病、肥胖、血脂異常以及心血管疾病，左室收縮和舒張功能正常。

1.2 掃描設(shè)備及方法

應(yīng)用德國Siemens Verio 3.0 T MR掃描儀及32通道表面相控陣心臟線圈。成像序列為自由進動穩(wěn)態(tài)序列電影成像，應(yīng)用心電門控和呼吸門控，患者取仰臥位，采集右心室基底部至心尖部短軸位電影及長軸位四腔心電影圖像，主要成像參數(shù)：FOV 286 mm×340 mm，矩陣216×256，TR 3.40 ms，TE 1.70 ms，時間分辨率40 ms，層厚8 mm。

1.3 圖像處理

將獲取圖像導(dǎo)入CVI42(5.9.1)后處理軟件進行脫機工作，選定右心室長軸及短軸舒張時相，軟件會應(yīng)用特定右心室軌跡工具確定心內(nèi)膜及心外膜，由經(jīng)驗豐富的操作者核查軌跡的準確性，必要時作適當調(diào)整，心肌小梁將被小心排除，在長軸標記三尖瓣平面和心尖位置，最后以右心室短軸舒張期時相任意點為追蹤起點，獲取長軸整體及局部應(yīng)力和應(yīng)力率峰值。

1.4 重復(fù)性

觀察者之間的差異性通過兩名研究者用獲取的心臟電影圖像在20名被試中進行分析。同樣的圖像由操作者分別分析，獨立記錄結(jié)果進行盲評。觀察者內(nèi)部的差異性由一名觀察者在7～10 d的不同時間點分別對20名被試進行評估。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

對于標準分布，連續(xù)變量用平均值±標準差來表示。數(shù)據(jù)分析用SPSS軟件進行。用Shapiro-Wilk測試來檢測標準度。獨立樣本t檢驗用來比較不同性別的差異。Spearman's Rho相關(guān)測試用來評估應(yīng)力及應(yīng)力率和年齡之間的關(guān)系。通過Bland-Altman分析和組內(nèi)相關(guān)系數(shù)計算平均偏差和一致性的95%區(qū)間來測試一致性。P＜0.05認為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 研究對象的基本情況

對符合納入標準的100名志愿者進行心臟磁共振掃描，具體的臨床情況見表1，女性的身高、體重、體表面積以及左右心室舒張末期容積均小于男性(P＜0.05)，但所有數(shù)值均在正常范圍內(nèi)。所有納入的志愿者左右心室的射血分數(shù)均大于50%，男女無明顯差異。

2.2 應(yīng)力及應(yīng)力率結(jié)果

應(yīng)力及應(yīng)力率與性別的相關(guān)性具體參數(shù)、與年齡相關(guān)性具體參數(shù)見表2。研究表明，右心室心肌應(yīng)力及應(yīng)力率與年齡性別均沒有顯著相關(guān)性，見表3。

3 討論

3.1 右心室心肌長軸應(yīng)力及應(yīng)力率的臨床實用性

該研究應(yīng)用心臟磁共振組織追蹤技術(shù)獲取右心室長軸心肌應(yīng)力及應(yīng)力率的正常參數(shù)，并進一步得到其與年齡性別不存在顯著相關(guān)的結(jié)論。因此，獲取正常人的右心室心肌應(yīng)力及應(yīng)力率正常參數(shù)具有重要的臨床研究價值，心肌應(yīng)力及應(yīng)力率作為心臟疾患預(yù)診斷的敏感指標，可以更有效地為臨床工作提供指導(dǎo)。Truong等[6]發(fā)表了包括50名(男22名，女28名)健康志愿者的心肌應(yīng)力數(shù)據(jù)，整體長軸應(yīng)力峰值與性別相關(guān)性為P＞0.05，該研究未涉及心肌應(yīng)力率。Liu等[7]報道了100名來自英國伯明翰大學(xué)心血管研究中心的正常志愿者右室長軸的正常參數(shù)。該兩篇報道關(guān)于右心室長軸正常參數(shù)具有一致之處，即健康人右心室長軸應(yīng)力不會隨年齡性別的改變而發(fā)生變化，因此獲取健康人的右心室長軸應(yīng)力正常參數(shù)可以作為心肺疾病預(yù)診斷及愈后的更敏感的參照標準，可以為臨床的早期、準確診斷與及時治療提供良好的指導(dǎo)。

表1 100名健康志愿者基本信息Tab.1 Basic information of 100 healthy volunteers

圖1 A：四腔心長軸應(yīng)力；B～D分別為短軸周向應(yīng)力基底部、中間部、心尖部應(yīng)力。所有的圖像均為舒張期。圖中所示白色線內(nèi)為對右心室的追蹤，每個曲線圖顯示了右室每25個時相的應(yīng)力值，包括峰值Fig. 1 A: Longitudinal strain in the four chamber view; B—D: Circumferential strain at base, mid-cavity and apex respectively in the short axis view. All images shown are in diastole. The white color on the images shows the tracking of the ventricle. Each graph shows the stress values for every 25 phases of the right ventricle, the peak value was recorded.

表2 右心室心肌應(yīng)力及應(yīng)力率(%)Tab.2 Strain and strain rate in the right ventricular(%)

表3 應(yīng)力隨年齡變化情況(%)Tab.3 Strain by age decile (%)

3.2 心臟磁共振Tissue tracking技術(shù)的優(yōu)勢

目前臨床上較多應(yīng)用超聲相關(guān)技術(shù)對患者心臟功能做出評價，超聲技術(shù)雖經(jīng)濟、簡便，可快速對全心結(jié)構(gòu)及功能做出初步判斷[8-9]，但其空間分辨率較低以及受限于聲窗，并且手法依賴性極強，不同觀察者之間的差異性也影響了觀察結(jié)果的可信度[10-12]。而3.0 T MR具有較高的空間分辨率，并且能夠準確評估右心室整體及局部功能，心臟磁共振是測量心臟功能參數(shù)的金標準，采集的右室基底部至心尖部短軸位電影及長軸位四腔心電影圖像，能夠用來反復(fù)測量獲取右室心肌應(yīng)力、應(yīng)力率及心功能參數(shù)，并且可以用于不同觀察者之間的可重復(fù)性分析(圖1)。

射血分數(shù)(ejection fraction，EF)值是評估心臟功能受損的另一種重要手段，在臨床心血管疾病中有較多應(yīng)用[13-14]，但臨床上許多癥狀明顯的疾病EF值并未出現(xiàn)顯著下降，而是處于心臟自我保護的代償階段。因此，單憑EF值評價心功能并不可靠[15-16]，而心肌應(yīng)力及應(yīng)力率是發(fā)現(xiàn)亞臨床心血管疾病更為敏感的指標[7，17-18]，能夠在疾病初期EF值并未出現(xiàn)顯著改變的情況下作為心功能受損的參考指標。

3.3 局限性

該技術(shù)雖然應(yīng)用了心電門控及呼吸門控，可以有效實時監(jiān)測并提高圖像質(zhì)量，但該技術(shù)對患者心率具有嚴格要求，心率大于70次/min會對圖像質(zhì)量產(chǎn)生不同程度的影響[19-20]，并且該研究屬于小樣本研究，年齡跨度未能充分體現(xiàn)差異性。相信隨著心臟磁共振技術(shù)的發(fā)展及研究者的努力，這些局限性均能得到克服。

現(xiàn)階段受限于各方面的原因，關(guān)于右心室心肌應(yīng)力及應(yīng)力率的相關(guān)研究很少，技術(shù)尚不成熟。因此該參數(shù)還未能在臨床上廣泛開展應(yīng)用，但該數(shù)據(jù)全面、超前、準確等特點具有很高的臨床實用性，相信未來會有更多的研究者參與研究，并且會將該技術(shù)運用于不同的右室疾病的患者中。

利益沖突：無。